巴伦作为一种不平衡-平衡转换器,被广泛应用在天线、推挽放大器和倍频器的差分馈电和阻抗匹配上。随着通信技术的迅速发展,巴伦的高功率、超宽带和小型化等特性成为微波器件领域亟待解决的热点问题。不同于集总元件式巴伦和微带线式巴伦,同轴巴伦采用功率容量较大的同轴线为功率载体,具有更好的高功率处理能力,同轴线的宽带特性有利于巴伦的超宽带和小型化设计。因此,同轴巴伦的研究对高功率宽带巴伦领域具有十分重要的意义。本文针对高功率椭圆天线差分馈电和阻抗匹配问题,基于同轴结构,设计了两种不同阻抗变换比的高功率宽带巴伦,仿真和实物测试结果对比显示,两种巴伦均有较大的带宽比和优良的平衡性。此外,还对两种巴伦在高功率馈电下的电磁热损耗场、温度场和应力形变场进行了仿真分析,结果表明,其在高功率馈电下能保持良好的结构可靠性和电性能。论文主要研究内容如下:1、设计了一种阻抗变换比为1:1的宽带同轴巴伦,可应用于低输入阻抗天线的高功率差分馈电。该巴伦采用半刚性单同轴电缆为功率容量载体,通过对单同轴结构的电路分析,采用补偿电感和容性阻抗拓宽了巴伦的工作频带,加载铁氧体磁环改善了巴伦输出的相位和幅度不平衡度。仿真和实测对比显示,该巴伦工作频段为0.25GHz～1.20 GHz,相位不平衡度保持在3°以内,幅度不平衡度保持在2%以内,去除3d B系统插入损耗后的单路插入损耗在1.0 d B以内,巴伦尺寸为125 mm×50 mm。2、设计了一种阻抗变换比为1:4的宽带同轴巴伦,可应用于高输入阻抗天线的高功率差分馈电。该巴伦采用半刚性双同轴电缆为功率容量载体,输入端同轴线内外导体并联,输出端内外导体串联,可实现1:4阻抗变换,加载铁氧体磁环同样改善了巴伦输出端口不平衡度。仿真和实测对比显示,该巴伦工作频段为0.05 GHz～1.24 GHz,相位不平衡度保持在5°以内,幅度差保持在2%以内,去除3 d B系统插入损耗后的单路插入损耗在1.5 d B以内,巴伦尺寸为110 mm×60 mm。3、为了分析了两种巴伦在高功率馈电下的物理特性和电性能,对两种巴伦在高功率馈电下的电磁热损耗场、温度场和应力形变场进行了仿真,结果表明,在500 W馈电功率下,两种巴伦最高温度不超过100摄氏度,形变不超过0.2 mm,不会发生不可逆的电气损坏,且能保持其原有的电性能。